甜玉米（Zea maysL.saccharata Sturt.）为普通玉米籽粒胚乳突变类型，具有重要的食用价值和经济价值。主要包括su1、su2、sh1、sh2、sh4、du、ae、bt1、bt2和se等隐性突变基因。其中sh2、su1的发现与应用引发甜玉米产业快速发展，产生了巨大的经济效益。sh2型超甜玉米蔗糖含量可达20％以上，但水溶性多糖含量少，缺乏甜玉米风味，并容易导致种子发芽率低。su1型普甜玉米水溶性多糖含量高（约为30%），构成独特的粘、香风味，但蔗糖含量较低（8％-10％）。

针对上述问题，北京市农林科学院玉米研究所赵久然团队利用胞嘧啶碱基编辑系统，精准靶向本单位自主创新选育的骨干亲本自交系-京724（全国主推玉米品种京科968母本）中的淀粉合成通路关键基因Sh2与Su1，成功创制出sh2isu1双基因突变的甜玉米全新种质，该种质同时含有Sh2中间型优异等位变异（sh2i）和Su1功能缺失等位变异（su1），完美解决了超甜玉米风味不足和普甜玉米含糖量低的问题，其优异特性可直接服务于高端特色玉米育种体系。

近期，北京市农林科学院玉米研究所赵久然团队完成的题为“One-step generation of sh2isu1 sweet maize via CRISPR/Cas9 cytosine base editor (CBE)”的研究在Journal of Integrative Agriculture（JIA）2026年3期正式发表。

该研究基于胞嘧啶碱基编辑系统，构建了含有三个靶点的基因编辑载体，其中一个靶向京724基因组中Sh2基因的剪接位点，两个靶向Su1基因的外显子区域。该编辑载体在T0代的整体编辑效率为47.4%，其中包含同时发生sh2i和su1突变的植株，并在三代以内分离出了不含转基因组分的sh2isu1纯合突变体。对该纯合突变体授粉后第20天的籽粒表型进行分析，结果显示，sh2isu1纯合突变体中Sh2基因保留了11.1%的转录水平，烘干籽粒中淀粉含量占35.4%，与su1型普甜玉米（61.0%）相比下降了约26个百分点。蔗糖含量占28.2%，是普甜玉米（13.7%）的2倍，同时维持一定含量的水溶性多糖（11.5%）。此外，通过连续检测授粉后第10~30天的玉米籽粒水分和蔗糖含量发现，在授粉后第30天的sh2isu1型甜玉米的鲜籽粒中水分含量为64.3%，烘干籽粒中的蔗糖含量为11.5%，二者均显著高于su1型普甜玉米（分别为61.4%和4.2%），能有效延长采收期。

因此，研究团队创制的全新型sh2isu1甜玉米种质资源具有多方面优势：

• 实现甜度、口感和营养成分的优化，进一步满足市场需求；

• 延长货架期，有效规避极端天气和设备调度不畅的风险，使甜玉米跨越地域限制，保障产量稳定；

• 符合消费者对天然、安全产品的需求，且能适应现有的种植、生产、加工等方面的管理体系，使大规模生产具较高可行性。

研究结果表明，在理想遗传背景中实施定向编辑，在1至2年即可获得表型优良、性状稳定且完全不含外源转基因成分的全新型鲜食玉米种质材料，能为构建满足多元化市场需求的高品质鲜食玉米种质资源体系开辟崭新的通途。

北京市农林科学院玉米研究所赵久然研究员、王荣焕研究员和刘亚研究员为本研究的共同通讯作者，北京市农林科学院玉米研究所张璐、王瑶和刘梦媛为共同第一作者，团队成员宋子恒、李晓旭、付月和王盼超等也参与了该研究。该研究获得了北京市农林科学院青年基金和北京市乡村振兴农业科技项目等项目的资助。

Cite the article:

Lu Zhang, Yao Wang, Mengyuan Liu, Ziheng Song, Xiaoxu Li, Yue Fu, Panchao Wang, Ya Liu, Ronghuan Wang, Jiuran Zhao. 2026. One-step generation of sh2isu1 sweet maize via CRISPR/Cas9 cytosine base editor (CBE). Journal of Integrative Agriculture, 25(3): 1297-1300.

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。